一種超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置的製作方法
2023-09-24 04:58:10
本發明涉及一種機架的製造裝置，具體涉及一種超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置。
背景技術：
隨著航天航空、醫療器械和模具工業成為國內工具機市場需求的主體，對具有圓弧形面精密圓筒類、旋轉機架類零件需求也越來越大。
航天用貯箱主要為薄壁迴轉體構件，貯箱不同位置結構厚度不同，加工方式不同。前箱減薄區壁薄，後箱殼段的減薄區和焊接區殼段剛性弱，環縫焊接極易產生變形，從而導致貯箱環縫局部失穩，不能滿足使用要求；貯箱結構材料為焊接性較差的可熱處理強化高強度鋁合金，在低溫狀態下使用時,易產生低應力脆斷，缺陷的敏感性高，因此對焊縫內部氣孔、夾渣等缺陷的尺寸、數量和間距的要求都比常溫貯箱嚴格。
另外，近十年來中國質子和重離子治療得到了快速發展，不僅從國外引進質子和碳離子治療裝置，而且還自主研製質子治療裝置。在質子治療儀上需要配置多臺旋轉機架。旋轉機架要承載磁鐵等高能輸運設備，重量從100～200噸不等，而旋轉精度要求很高，加工要求高，製造困難。
此外，此類液氧貯箱、旋轉機架等圓筒類設備具有直徑大，長度長的特點，所以，一般普通的機架製造裝置或者普通工具機無法滿足這類直徑大、長度長的圓筒類的機架。
技術實現要素：
本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在於提供一種超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置，用於加工超大型圓筒旋轉類機架。
本發明提供了一種超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置，具有這樣的特徵，包括：基座，設置有凹槽；對接部，設置在凹槽內，具有對接單元以及對接床身，對接單元用於實現構成圓筒旋轉類機架的兩個箱體工件的對接，在凹槽內進行軸向移動，對接床身用於支撐對接單元，龍門架，設置在凹槽內，在凹槽內進行軸向移動，用於對箱體工件進行定位以及焊接；滑枕，設置龍門架的橫梁上，在龍門架的橫梁上進行徑向移動，用於對箱體工件進行銑削加工；以及側刀架單元，設置在龍門架的底部，具有兩個側刀架，用於對箱體工件的側面進行輔助加工。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，基座為混凝土基座，凹槽為階梯型凹槽，該階梯型凹槽內設置有上導軌、下導軌，龍門架通過上導軌在階梯型凹槽內進行軸向移動，對接單元通過下導軌沿著對接床身進行軸向移動。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，對接單元具有內夾具、頭座、外夾具、尾座以及滾輪支架，內夾具可拆卸地設置在頭座的中軸上，用於實現對箱體工件的內撐，外夾具用於對箱體工件進行收緊，頭座、尾座以及外夾具均可夾緊箱體工件並帶動箱體工件進行同步旋轉，滾輪支架用於支撐箱體工件。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，對接長身的長度可調，用於適應不同尺寸的箱體工件的加工。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，龍門架的鑄件內部為蜂窩狀結構。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，兩個側刀架傾斜的分別設置在龍門架的兩個支撐柱的底部，兩個側刀架之間的角度為120°，分別用於對箱體工件的銑削以及摩擦塞焊。
在本發明提供的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，側刀架的內部設置有主軸卡盤，用於切換焊接頭、3d列印頭、高頻淬火感應器那以及多種磨削、刀具。
發明的作用與效果
根據本發明所涉及的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置，因為龍門架以及對接單元均通過導軌來實現在凹槽內的軸向移動，另外還設置了側刀架單元對箱體工件進行輔助加工，所以，本發明的圓筒旋轉類機架的製造裝置通過符合導軌實現了兩個箱體工件的精密對接以及加工，另外，側刀架單元自動降低或消除了攪拌摩擦焊的巨大頂力對箱體工件對接的精度影響，把焊接時頂力產生的尺寸變化降低十分之一以下，適用於加工圓筒、旋轉機架類零件的設備，尤其適用於如貯箱車、銑、焊和裝配智能製造單元、質子治療儀的旋轉機架、重離子治療儀的旋轉機架的高速精密加工，具有足夠的剛性、高抗震性，高精度，超大型工件全方位的綜合性加工等功能。
附圖說明
圖1是本發明的實施例中超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，以下實施例結合附圖對本發明圓筒旋轉類機架的製造裝置作具體闡述。
圖1是本發明的實施例中超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置的結構示意圖。
如圖1所示，超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置100用於製造圓筒旋轉類機架，包括基座10、對接部20、龍門架30、滑枕40、側刀架單元50。
基座10內設置有階梯型凹槽，該階梯型凹槽內設置上導軌以及下導軌。基座10為混凝土地基，用於實現對圓筒旋轉類機架的製造裝置100的減震。在本實施例中，上導軌採用鑲鋼貼塑導軌技術，下導軌採用滾珠直線導軌技術。
對接部20具有對接床身21以及對接單元22。
對接床身21固定設置階梯型凹槽內，用於支撐對接單元22。對接床身21的長度可以調節，用於適應不同尺寸的箱體工件。
對接單元22用於實現構成圓筒旋轉類機架的兩個箱體工件的對接，通過下導軌沿著對接床身21進行軸向移動，包括尾座221、頭座222、內夾具223、外夾具224以及滾輪支架225。
尾座221設置在階梯型凹槽內遠離龍門架30的一端，用於移動箱體工件。
頭座222設置在階梯型凹槽內靠近龍門架30的一端，用於移動箱體工件。
內夾具223可拆卸地設置在頭座222的中軸上，用於撐開箱體工件。
外夾具224設置在階梯型凹槽內，用於對箱體工件進行收緊。
尾座221、頭座222以及外夾具224均可夾緊箱體工件並帶動箱體工件進行同步旋轉。
滾輪支架225用於支撐箱體工件。滾輪支架225的數量可以根據實際製造情況進行增減。
龍門架30設置在階梯型凹槽內，通過上導軌在階梯型凹槽內進行軸向移動，用於實現對箱體工件的定位以及焊接。龍門架30的鑄件內部為高剛度、低振動特性的蜂窩狀結構。在本實施例中，為方便龍門架30對箱體工件的定位以及焊接，龍門架30在階梯型凹槽內的水平面高於對接單元22在階梯型凹槽內的水平面。
滑枕40設置龍門架30的橫梁上，通過設置在橫梁上的徑嚮導軌在龍門架30的橫梁上進行徑向移動，用於對箱體工件進行銑削加工。
側刀架單元50設置在龍門架30的底部，用於對箱體工件的側面進行輔助加工以及收集粉末狀或針柱鐵屑，具有側刀架51以及側刀架52，側刀架51與側刀架52之間的角度為120°。
側刀架51傾斜地設置在龍門架30的一側支撐杆的底部，側刀架51的軸線與龍門架30的軸線之間的角度為60°，用於銑削箱體工件。
側刀架52傾斜地設置在龍門架30的另一側支撐杆的底部，側刀架52的軸線與龍門架30的軸線之間的角度為60°，用於實現箱體工件的摩擦塞焊。
側刀架51以及側刀架52的內部均設置有主軸卡盤，用於切換焊接頭、3d列印頭、高頻淬火感應器那以及多種磨削、刀具，以適應不同的加工方式。
超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置100的工作過程為：首先在尾座221上裝上第一個箱體工件，然後移動到外夾具224中間，外夾具224收緊，龍門架30移動到外夾具224中間，對準定位，滑枕40下降，旋轉工件銑右側邊，完成後外夾具224鬆開，滑枕40和尾座221退回初始位置；在頭座222上裝上另一箱體工件，在頭座222的中軸上裝上內夾具223，頭座222移動到外夾具224中間，內夾具223撐開，滑枕40降下，外夾具224收緊，開始加工工件的左側邊，完成後外夾具224鬆開，內夾具223收攏，龍門架30與頭座222退回初始位置；然後頭座222和尾座221同時移動到外夾具224中間，將兩工件對齊並擰緊，內夾具223撐開，外夾具224收緊，龍門架30移動定位進行兩筒段的焊接，完畢後，龍門架30移開，工件隨尾座221退回；在工件底部裝上滾輪支架225，檢查焊接質量。
實施例的作用與效果
根據本實施例中的超大超精密圓筒旋轉類機架的製造裝置，因為龍門架以及對接單元均通過導軌來實現在凹槽內的軸向移動，另外還設置了側刀架單元對箱體工件進行輔助加工，所以，本發明的圓筒旋轉類機架的製造裝置通過符合導軌實現了兩個箱體工件的精密對接以及加工，另外，側刀架單元自動降低或消除了攪拌摩擦焊的巨大頂力對箱體工件對接的精度影響，把焊接時頂力產生的尺寸變化降低十分之一以下，適用於加工圓筒、旋轉機架類零件的設備，尤其適用於如貯箱車、銑、焊和裝配智能製造單元、質子治療儀的旋轉機架、重離子治療儀的旋轉機架的高速精密加工，具有足夠的剛性、高抗震性，高精度，超大型工件全方位的綜合性加工等功能。
另外，在本實施例中，龍門架通過鑲鋼貼塑導軌的上導軌進行軸向移動，對接單元通過滾珠直線導軌的下導軌進行軸向移動，提高了複合導軌的精度。
此外，採用了高剛度、低振動特性的蜂窩狀結構為龍門架的鑄件內部，提高了裝個製造裝置的高抗震性。
另外，側刀架上設計有特殊的主軸卡盤，可以方便的切換成焊接頭、3d列印頭、高頻淬火感應圈和各種砂輪、刀具，適用不同的加工方式，除了可以實現傳統的「車、刨、鑽、銑、磨」等「減料加工」的功能以外，還擴展了「3d列印」的「增料加工」，除此之外，還可實現「融焊」、「鍛焊」以及「熱處理(高頻淬火和局部回火)」的焊接。
上述實施方式為本發明的優選案例，並不用來限制本發明的保護範圍。